- Home
- Standard 11
- Physics
એક નળાકાર ધાતુનો સળિયો જેના બે છેડા બે ઉષ્મા સ્થાનો સાથે ઉષ્મિય સંપર્કમાં રાખતા તેમાંથી $t$ સમયમાં $Q$ ઉષ્મા પસાર થાય છે. આ સળિયાને પિગાળીને તેમાંથી મૂળ સળિયા કરતાં અડધી ત્રિજયાનો નવો સળિયો બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે આ નવા સળિયાના છેડાને બે ઉષ્મા સ્થાનો સાથે ઉષ્મિય સંપર્કમાં રાખવામાં આવે, તો આ નવા સળિયા દ્વારા $t$ સમયમાં પસાર થતી ઉષ્મા કેટલી હશે?
$\frac{Q}{4}\;$
$\;\frac{Q}{{16}}$
$\;2Q$
$\;\frac{Q}{2}$
Solution
The amount of heat flows in time $t$ through a cylindrical metallic rod of length $L$ and uniform area of $cross-section\,A(=\pi\,R^2)$ with its ends maintained at temperatures $T_1$ and $T_2$ $(T_1>T_2)$ is given by
$Q = \frac{{KA\left( {{T_1} – {T_2}} \right)t}}{L}$ $,,,(i)$
Where $K$ is the thermal conductivity of the material of the rod.
Area of $cross-section$ of new rod
$A' = \pi {\left( {\frac{R}{2}} \right)^2} = \frac{{\pi {R^2}}}{4} = \frac{A}{4}$ $…(ii)$
As the volume of the rod remains unchanged
$\therefore AL = A'L'$
Where $L'$ is the length the new rod
$or\,\,\,\,L' = L\frac{A}{{A'}}$ $,,,(iii)$
$ = 4L$ $(Using (ii))$
Now, the amount of heat flows in same time $t$ in the new rod with its ends maintained at the same temperatures $T_1$ and $T_2$ is given by
$Q' = \frac{{KA'\left( {{T_1} – {T_2}} \right)t}}{{L'}}$ $…(iv)$
Substituting the values of $A'$ and $L'$ from equations $(ii)$ and $(iii)$ in the above equation, we get
$Q' = \frac{{K\left( {A/4} \right)\left( {{T_1} – {T_2}} \right)t}}{4L}$
$ = \frac{1}{{16}}\frac{{KA\left( {{T_1} – {T_2}} \right)t}}{L} = \frac{1}{{16}}Q$